DE19510050A1

DE19510050A1 - Lightweight, cast piston for IC engine

Info

Publication number: DE19510050A1
Application number: DE1995110050
Authority: DE
Inventors: Christoph Steinmetz
Original assignee: Mahle GmbH
Current assignee: Mahle GmbH
Priority date: 1995-03-20
Filing date: 1995-03-20
Publication date: 1996-09-26

Abstract

The gudgeon pin hubs(6) with narrow eyelet spacing are vertically formed on the piston crown (2), free from an annular strip for the annular grooves, merging into the piston skirt. Between the piston crown and the gudgeon pin hubs is provided an undercut recess (10), formed by a lost core (11). In the region of the hubs the skirt is narrowed down. Pref. the recess communicates with hub bores (7) via parts (12). The lost core is typically formed by a soluble salt, or it may be formed as a hollow sheet metal part, filled with a heat insulating medium.

Description

Die Erfindung betrifft einen leichten, gegossenen Kolben für Verbrennungsmotoren mit den Merkmalen nach dem Oberbe griff des Anspruchs 1.The invention relates to a light, cast piston for internal combustion engines with the features according to the Oberbe handle of claim 1.

Ein derartiger aus Leichtmetall im Gießverfahren herge stellter leichter Kolben ist beispielsweise aus DE-OS 34 30 258 und DE-OS 41 10 306 bekannt. Um insbesondere Gewichts reduzierungen zu erreichen, werden dort bestimmte Maßnahmen bezüglich der Kolbenschaftreduzierung vorgeschlagen.Such a light metal in the casting process set light piston is for example from DE-OS 34 30th 258 and DE-OS 41 10 306 known. To especially weight To achieve reductions there are certain measures proposed with regard to the piston skirt reduction.

Ausgehend von einer derartigen Kolbenausführung beschäftigt sich die vorliegende Erfindung mit dem Problem, auf kon struktiv einfache Weise einen Kolben mit einerseits gerin gerem Gewicht und andererseits mit veränderter Wärmeleitfä higkeit zu finden.Starting from such a piston design the present invention addresses the problem of con structurally simple way a piston with one hand clogged lower weight and on the other hand with changed thermal conductivity ability to find.

Gelöst wird dieses Problem mit einem Kolben mit den Merkma len nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1.This problem is solved with a piston with the characteristics len according to the characterizing part of claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.Advantageous embodiments according to the invention are in the Subclaims included.

Zum Stand der Technik ist noch auf die DE-OS 35 16 308 hin zuweisen, in der ein Kolben mit umlaufendem Schaft be schrieben ist, bei dem zur Verhinderung der übermäßigen Er wärmung der Gleitbahn des Kolbenbolzens ein Wärmeabschirm element zwischen Kolbenboden und Bolzennaben vorgesehen ist.The prior art is still on DE-OS 35 16 308 assign in which a piston with a rotating shaft is written in order to prevent excessive er heating the slideway of the piston pin a heat shield element between the piston crown and pin bosses is.

Bei diesem Kolben handelt es sich jedoch um eine andere Bauart, die insbesondere keine direkt an den Kolbenboden angehängte Bolzennaben mit engem Augenabstand aufweist, da hier die Bolzennaben massiv in den Kolbenboden übergehen, so daß einerseits von einem leichten Kolben mit besonderer Nabenanbindung und spezieller Schaftausbildung nichts zu erkennen ist und andererseits Hinweise bezüglich der kon kreten erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Leichtkolbens fehlen.However, this piston is different Design that in particular does not directly on the piston crown attached bolt hubs with close eye relief, because here the pin bosses merge massively into the piston crown, so that on the one hand from a light piston with special Hub connection and special shaft training nothing to is recognizable and on the other hand notes regarding the con creten design of the light piston according to the invention absence.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines bevorzugten in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher er läutert.The invention is based on a preferred in the drawing shown embodiment, he closer purifies.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Kolben in Seitenansicht teilweise im Schnitt, wobei der verlorene Kern für die hinterschnittartige Ausnehmung in Kreuzschraffur dargestellt ist Fig. 1 shows a piston according to the invention in side view, partly in section, the lost core for the undercut-like recess being shown in cross-hatching

Fig. 2 eine weitere Seitenansicht des Kolbens teilweise im Schnitt Fig. 2 is a further side view of the piston partially in section

Fig. 3 eine Draufsicht auf den verlorenen Kern gem. Schnitt III-III in Fig. 1. Fig. 3 is a plan view of the lost core acc. Section III-III in Fig. 1st

Ein im Gießverfahren hergestellter leichter Kolben 1 aus Leichtmetall (AlSi-Legierung) für Verbrennungsmotoren weist einen Kolbenboden 2 mit einer Brennraummulde 3 auf. Ein die Ringnuten für die Kolbenringe aufnehmendes Ringband 4 geht vom Kolbenboden 2 aus und geht nur auf Druck- und Gegen druckseite in einen Kolbenschaft 5 über, so daß im Bereich der direkt an den Kolbenboden 2 angebundenen Bolzennaben 6 ein Kolbenschaft fehlt. Die Bolzennaben 6 sind als Trapez naben ausgebildet und weisen in ihren Nabenbohrungen 7 Schmiernuten 8 und taschenförmige Ausnehmungen 9 auf.A light piston 1 made of light metal (AlSi alloy) for internal combustion engines and produced by the casting process has a piston head 2 with a combustion chamber trough 3 . One of the annular grooves for the piston rings receiving ring band 4 starts from the piston crown 2 and goes only on the pressure and counter pressure side into a piston skirt 5 , so that in the area of the piston hub 6 connected directly to the piston crown 2 a piston skirt is missing. The pin bosses 6 are designed as trapezoidal hubs and have 7 lubrication grooves 8 and pocket-shaped recesses 9 in their hub bores.

Zur Gewichtsreduzierung und Veränderung der Wärmeleitfähig keit, insbesondere im Hinblick auf die Bolzennaben, ist zwischen Kolbenboden 2 und den Bolzennaben 6 eine hinter schnittartige Ausnehmung 10 vorgesehen, die mittels eines verlorenen Kerns 11 beim Gießen des Kolbens 1 hergestellt wird. In einem ersten Ausführungsbeispiel soll als verlore ner Kern 11 ein an sich bekannter Salzkern verwendet wer den, der nach dem Gießen des Kolbens 1 auf einfache Weise mittels Wasser ausgelöst werden kann.To reduce weight and change the thermal conductivity, especially with regard to the pin bosses, a rear cut-like recess 10 is provided between the piston head 2 and the pin bosses 6 , which is produced by means of a lost core 11 when the piston 1 is cast. In a first exemplary embodiment, a salt core known per se is to be used as the lost core 11 , which can be triggered in a simple manner by means of water after the piston 1 has been poured.

Um zusätzlich bei einem Kolben mit beispielsweise Anspritz kühlung den Kolbenbolzen in der Nabenbohrung 7 zu schmie ren, steht die Ausnehmung 10 über Öffnungen 12, die durch entsprechende am verlorenen Kern 11 angeformte Fortsätze 13 beim Gießen des Kolbens 1 hergestellt werden, mit den Na benbohrungen in Verbindung.In order to additionally lubricate the piston pin in the hub bore 7 with a piston with, for example, injection, the recess 10 is above openings 12 , which are produced by corresponding projections 13 formed on the lost core 11 when the piston 1 is cast, with the bore holes in Na Connection.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel kann der verlorene Kern als hohles Blechteil ausgebildet sein, das im fertigen Kolben enthalten bleibt. Um hierbei insbesondere die Verän derung der Wärmeleitfähigkeit bezüglich der Nabe oder be stimmten Bereichen gezielt zu verstärken, kann das hohle Blechteil ganz oder teilweise mit an sich bekannten wärme isolierenden Materialien gefüllt sein. In a second embodiment, the lost one Core formed as a hollow sheet metal part, which in the finished Piston remains contained. To especially the changes change in thermal conductivity with respect to the hub or be targeted reinforcement of certain areas can be hollow Sheet metal part in whole or in part with heat known per se insulating materials.

Mit einer derartigen Ausführung eines Leichtbaukolbens wird auf konstruktiv einfache Weise eine weitere Gewichtsredu zierung und/oder eine gezielte Veränderung der Wärmeleitfä higkeit erzielt, wodurch einerseits ein besserer Leistungs wirkungsgrad des Motors erreicht und andererseits die An fälligkeit gegen Nabenanrisse verringert wird.With such a design of a lightweight piston a further weight reduction in a structurally simple manner adornment and / or a targeted change in thermal conductivity ability achieved, which on the one hand results in better performance efficiency of the engine and on the other hand the on due to hub cracks is reduced.

Claims

1. Light, cast pistons made of light metal for internal combustion engines, in which the narrow pin spacing pin bosses are connected vertically to the piston crown free of a ring band receiving the ring grooves and passing into the piston shaft from the piston crown, the shaft in the area of the pin bosses is withdrawn, characterized in that an undercut-like recess ( 10 ) which can be introduced with the aid of a lost core ( 11 ) is provided between the piston crown ( 2 ) and the pin bosses ( 6 ).

2. Light, cast piston according to claim 1, characterized in that the recess ( 10 ) via openings ( 12 ) with the Na benbohrungen ( 7 ) of the pin bosses ( 6 ) are in connection.

3. Light, cast piston according to claim 1 or 2, characterized in that the lost core ( 11 ) is a releasable salt core.

4. Light, cast piston according to claim 1, characterized in that a hollow sheet metal part is used as the lost core ( 11 ) ver.

5. Light, cast piston according to claim 4, characterized, that the hollow sheet metal part with a heat insulating Me dium is filled.